Graphdiyne-Supported Single Iron Atom: A Promising Electrocatalyst for Carbon Dioxide Electroreduction into Methane and Ethanol

催化作用 电催化剂 化学 电化学 密度泛函理论 甲烷 Atom(片上系统) 原子轨道 碳纤维 无机化学 二氧化碳电化学还原 物理化学 计算化学 材料科学 一氧化碳 电极 有机化学 电子 嵌入式系统 复合材料 物理 复合数 量子力学 计算机科学
作者
Xin Liu,Zhongxu Wang,Yu Tian,Jingxiang Zhao
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry C [American Chemical Society]
卷期号:124 (6): 3722-3730 被引量:89
标识
DOI:10.1021/acs.jpcc.9b11649
摘要

Electrochemical reduction of carbon dioxide (CO2ER) to high-energy-density multicarbon products is a quite promising technique for large-scale renewable energy storage, for which searching for stable, inexpensive, and efficient catalysts is a key scientific issue. In this work, the potential of an experimentally available single iron (Fe) atom supported on graphdiyne (Fe/GDY) as the CO2ER catalyst was explored by means of density functional theory (DFT) computations. Our results revealed that Fe/GDY exhibits high stability due to the strong hybridization between the Fe 3d orbitals and the C 2p orbitals of GDY. Interestingly, due to the small limiting potential of −0.43 V, the anchored Fe atom can effectively reduce CO2 to CH4 along the following pathway: CO2 → HCOO* → HCOOH* → HCO* → H2CO* → H3CO* → O* + CH4 → OH* → H2O, in which the hydrogenation of HCOOH* to HCO* is the potential-determining step. Furthermore, the unsaturated HCO* species on Fe/GDY can provide an active site for further coupling with CO to generate C2H5OH with a small activation energy for C–C coupling. Our theoretical results not only propose a new approach to CO2ER to C2 products on a single-site catalyst but also further widen the potential applications of GDY.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
铁板完成签到,获得积分10
刚刚
Yee发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
萍萍子发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
我是老大应助JamesTYD采纳,获得10
2秒前
落后月亮发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
ANSON发布了新的文献求助10
6秒前
英姑应助科研通管家采纳,获得30
6秒前
6秒前
153495159应助科研通管家采纳,获得20
6秒前
今天进步了吗完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
李爱国应助雪山飞龙采纳,获得10
8秒前
--完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
今后应助柠檬泡芙采纳,获得10
12秒前
不爱喝可乐完成签到,获得积分20
12秒前
13秒前
缥莲发布了新的文献求助10
15秒前
Mannose发布了新的文献求助10
16秒前
17秒前
思源应助--采纳,获得10
18秒前
36456657应助lovekobe采纳,获得10
19秒前
小蘑菇应助lovekobe采纳,获得10
19秒前
大个应助lovekobe采纳,获得10
19秒前
高兴断秋完成签到,获得积分10
20秒前
Mannose完成签到,获得积分10
22秒前
Green发布了新的文献求助10
22秒前
希望天下0贩的0应助wyw采纳,获得100
23秒前
23秒前
赘婿应助神勇的人雄采纳,获得10
23秒前
23秒前
Dengera完成签到,获得积分10
24秒前
雪山飞龙发布了新的文献求助10
27秒前
撒西不理完成签到,获得积分10
27秒前
开心的幼珊完成签到,获得积分10
28秒前
ANSON完成签到 ,获得积分20
28秒前
高分求助中
Evolution 10000
ISSN 2159-8274 EISSN 2159-8290 1000
Becoming: An Introduction to Jung's Concept of Individuation 600
A new species of Coccus (Homoptera: Coccoidea) from Malawi 500
A new species of Velataspis (Hemiptera Coccoidea Diaspididae) from tea in Assam 500
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 500
The Kinetic Nitration and Basicity of 1,2,4-Triazol-5-ones 440
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3159845
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2810777
关于积分的说明 7889428
捐赠科研通 2469877
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1315131
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 630742
版权声明 602012